ARM技術(shù)與應(yīng)用第9章ADC

*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用1課程回顧：GPIO給相應(yīng)GPIO端口時鐘信號RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2_Periph_GPIOx,ENABLE);初始化相應(yīng)端口GPIO_DeInit(GPIOA);GPIO_Init(GPIOA,&GPIOInitStructure);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用2課程回顧：GPIO設(shè)置相應(yīng)IO端口GPIO_SetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_3);GPIO_WriteBit(GPIOA,GPIO_Pin_3,Bit_SET);GPIO_Write(GPIOC,0x3A4B)*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用3課程回顧：GPIO讀取輸出IO端口狀態(tài)GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_2);GPIO_ReadOutputData(GPIOB);讀取輸入IO端口狀態(tài)GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_2);GPIO_ReadInputData(GPIOB);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用4課程回顧：中斷和事件什么是中斷？搶占式優(yōu)先級與響應(yīng)優(yōu)先級的概念外部中斷的使用方法使能時鐘初始化GPIO（輸入、外部中斷管腳）使能EXTI（觸發(fā)模式）使能NVIC對應(yīng)的中斷（中斷優(yōu)先級）*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用5課程回顧：中斷和事件NVIC_PriorityGroupConfigNVIC_InitGPIO_EXTILineConfigEXTI_DeInitEXTI_InitEXTI_GetFlagStatusEXTI_ClearFlag*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用6課程回顧：中斷和事件EXTI_GetITStatusEXTI_ClearITPendingBit第九章ADC*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用8內(nèi)容提綱ADC概述STM32ADC設(shè)置ADC轉(zhuǎn)換模式總結(jié)*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用9ADC概述ADC，Analog-to-DigitalConverter的縮寫，指模/數(shù)轉(zhuǎn)換器或者模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。真實世界的模擬信號，例如溫度、壓力、聲音或者圖像等，需要轉(zhuǎn)換成更容易存儲、處理或發(fā)射的數(shù)字形式，ADC可以實現(xiàn)這個功能。ADC是計算機感知世界的窗口*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用10STM32的ADC18通道2X12位逐次比較型，最大速度1MSPS支持單次和連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，雙重模式，自動掃描模式，規(guī)則和注入轉(zhuǎn)換模式可由外部中斷、定時器或軟件觸發(fā)轉(zhuǎn)換采樣時間可按通道分別編程轉(zhuǎn)換結(jié)束、注入轉(zhuǎn)換結(jié)束和發(fā)生模擬看門狗事件時會產(chǎn)生中斷*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用11STM32ADC功能框圖*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用12內(nèi)容提綱ADC概述STM32ADC基本設(shè)置ADC時鐘ADC開關(guān)通道選擇ADC校準數(shù)據(jù)對齊溫度傳感器和內(nèi)部參考電壓ADC轉(zhuǎn)換模式編程實例總結(jié)*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用13ADC時鐘STM32ADC最大工作時鐘為14MHz，設(shè)置時應(yīng)使時鐘接近而不超過14MHz。ADC的時鐘由APB2時鐘經(jīng)RCC提供的ADC預(yù)分頻器后產(chǎn)生，我們的系統(tǒng)APB2頻率為72MHz，ADC預(yù)分頻值(2/4/6/8)取6時可產(chǎn)生最接近最大頻率的12MHz時鐘。ADC預(yù)分頻器由RCC_ADCCLKConfig函數(shù)設(shè)置*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用14ADC時鐘設(shè)置函數(shù)函數(shù)原型voidRCC_ADCCLKConfig(u32RCC_ADCCLKSource)功能描述設(shè)置ADC時鐘（ADCCLK）輸入?yún)?shù)RCC_ADCCLKSource：RCC_PCLK2_Divx，x=2,4,6,8輸出參數(shù)無返回值無先決條件無應(yīng)用示例RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用15ADC開關(guān)調(diào)用ADC_Cmd(ADCx,ENABLE)函數(shù)可給ADC上電，它將ADC從斷電狀態(tài)下喚醒。調(diào)用ADC_Cmd(ADCx,DISABLE)函數(shù)可將ADC斷電，斷電后ADC幾乎不耗電*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用16ADC開關(guān)控制函數(shù)函數(shù)原型voidADC_Cmd(ADC_TypeDef*ADCx,FunctionStateNewState)功能描述使能或失能ADC輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2NewState：ENABLE或DISABLE輸出參數(shù)無返回值無先決條件無應(yīng)用示例ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用17ADC通道選擇STM32的ADC有16個多路通道和額外的溫度傳感器(通道16)和參考電壓通道(通道17)，額外通道只能出現(xiàn)在主ADC1中每個通道的采樣時間都可以獨立設(shè)置通道選擇由ADC_RegularChannelConfig函數(shù)和ADC_InjectedChannelConfig函數(shù)實現(xiàn)*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用18ADC規(guī)則組通道配置函數(shù)函數(shù)原型voidADC_RegularChannelConfig(ADC_TypeDef*ADCx,u8ADC_Channel,u8Rank,u8ADC_SampleTime)功能描述設(shè)置ADC規(guī)則組通道的轉(zhuǎn)化順序和采樣時間輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2ADC_Channel：ADC_Channel_x,x=0~17Rank：規(guī)則組采樣順序，1~16ADC_SampleTime：ADC_SampleTime_xCycles5,x=1,7,13,28,41,55,71,239應(yīng)用示例ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_1,1,ADC_SampleTime_239Cycles5)*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用19ADC校準STM32的ADC有一個內(nèi)置自校準模式，校準可大幅減小因內(nèi)部電容器組變化而造成的精度誤差，在校準期間，每個電容器上都會計算出一個誤差修正碼，這個碼用于消除在隨后的轉(zhuǎn)換中每個電容器上產(chǎn)生的誤差。建議每次上電后執(zhí)行一次校準*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用20ADC校準：ADC_ResetCalibration函數(shù)原型voidADC_ResetCalibration(ADC_TypeDef*ADCx)功能描述重置指定的ADC校準寄存器輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2輸出參數(shù)無返回值無先決條件無應(yīng)用示例ADC_ResetCalibration(ADC1);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用21ADC校準：ADC_GetResetCalibrationStatus函數(shù)原型FlagStatusADC_GetResetCalibrationStatus(ADC_TypeDef*ADCx)功能描述獲取ADC重置校準寄存器的狀態(tài)輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2輸出參數(shù)無返回值A(chǔ)DC重置校準寄存器的新狀態(tài)，SET（正在重置），RESET（重置完畢）先決條件無應(yīng)用示例Status=ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用22ADC校準：ADC_StartCalibration函數(shù)原型voidADC_StartCalibration(ADC_TypeDef*ADCx)功能描述開始指定ADC的校準輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2輸出參數(shù)無返回值無先決條件無應(yīng)用示例ADC_StartCalibration(ADC1);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用23ADC校準：ADC_GetCalibrationStatus函數(shù)原型FlagStatusADC_GetCalibrationStatus(ADC_TypeDef*ADCx)功能描述獲取指定ADC的校準狀態(tài)輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2輸出參數(shù)無返回值A(chǔ)DC校準的新狀態(tài)，SET（正在校準），RESET（校準完畢）先決條件無應(yīng)用示例Status=ADC_GetCalibrationStatus(ADC1);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用24ADC校準過程ADC_ResetCalibration(ADC1);while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));ADC_StartCalibration(ADC1);while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用25ADC數(shù)據(jù)對齊ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)果可以選擇左對齊或右對齊，其定義如下所示，SEXT為擴展符號值，對齊模式在ADC_Init函數(shù)中指定*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用26溫度傳感器/內(nèi)部電壓參考溫度傳感器和通道16連接，內(nèi)部電壓參考和通道17連接，在使用前需調(diào)用函數(shù)ADC_TempSensorVerfintCmd函數(shù)開啟。溫度（℃）=(1.43-Vsense)/0.0043+25內(nèi)部參考電壓固定為1.2V，可用來測供電電壓。1.2=VCC*AD/4096,VCC=1.2*4096/AD這兩通道只能被ADC1采集*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用27溫度傳感器/內(nèi)部電壓參考使能函數(shù)函數(shù)原型voidADC_TempSensorVrefintCmd(FunctionalStateNewState)功能描述打開或關(guān)閉溫度傳感器/內(nèi)部電壓參考輸入?yún)?shù)NewState：ENABLE/DISABLE輸出參數(shù)無返回值無先決條件無應(yīng)用示例ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用28ADC復位：ADC_DeInit函數(shù)原型voidADC_DeInit(ADC_TypeDef*ADCx)功能描述將ADCx的全部寄存器重設(shè)為默認值輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2輸出參數(shù)無返回值無先決條件無應(yīng)用示例ADC_DeInit(ADC1);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用29ADC初始化：ADC_Init函數(shù)原型voidADC_Init(ADC_TypeDef*ADCx,ADC_InitTypeDef*ADC_InitStruct)功能描述根據(jù)ADC_InitStruct中指定的參數(shù)初始化外設(shè)ADCx的寄存器輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2ADC_InitStruct：指向ADC_InitTypeDef的指針，包含了指定外設(shè)ADC的配置信息返回值無先決條件無應(yīng)用示例ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStruct);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用30ADC_InitStruct具體可參見庫函數(shù)參考手冊*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用31ADC配置過程設(shè)置時鐘：RCC_APB2PeriphClockCmd和RCC_ADCCLKConfig函數(shù)；設(shè)置ADC工作模式：ADC_Init，ADC_RegularChannelConfig等函數(shù)打開ADC：ADC_Cmd函數(shù)校準ADC：ADC_ResetCalibration和ADC_StartCalibration函數(shù)測量ADC參考電壓*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用32內(nèi)容提綱ADC概述STM32ADC基本設(shè)置ADC工作模式單次轉(zhuǎn)換模式連續(xù)轉(zhuǎn)換模式模擬看門狗掃描模式雙ADC模式總結(jié)*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用33單次轉(zhuǎn)換模式單次轉(zhuǎn)換模式下，ADC只執(zhí)行一次轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換可由ADC_SoftwareStartConvCmd函數(shù)或外部觸發(fā)啟動。轉(zhuǎn)換完成，EOC標志被置位，如果設(shè)置了EOCIE，則產(chǎn)生中斷，轉(zhuǎn)換結(jié)果由ADC_GetConversionValue

函數(shù)讀取在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果后，EOC自動清除*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用34ADC_SoftwareStartConvCmd函數(shù)原型voidADC_SoftwareStartConvCmd(ADC_TypeDef*ADCx,FunctionalStateNewState)功能描述啟動ADC轉(zhuǎn)換輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2NewState：ENABLE/DISABLE返回值無先決條件無應(yīng)用示例ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE)*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用35ADC_GetFlagStatus函數(shù)原型FlagStatusADC_GetFlagStatus(ADC_TypeDef*ADCx,u8ADC_FLAG)功能描述檢查ADC標志位是否置1輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2ADC_FLAG：指點需檢查的標志位，ADC_FLAG_EOC返回值SET/RESET應(yīng)用示例While(ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC)==RESET);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用36ADC_ClearFlag函數(shù)原型voidADC_ClearFlag(ADC_TypeDef*ADCx,u8ADC_FLAG)功能描述清除ADC標志位輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2ADC_FLAG：指點需清除的標志位，ADC_FLAG_EOC返回值無應(yīng)用示例ADC_ClearFlag(ADC1,ADC_FLAG_EOC);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用37ADC_GetITStatus函數(shù)原型FlagStatusADC_GetITStatus(ADC_TypeDef*ADCx,u8ADC_IT)功能描述檢查ADC中斷是否發(fā)生輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2ADC_IT：指點需檢查的中斷標志位，ADC_IT_EOC返回值SET/RESET應(yīng)用示例ADC_GetITStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用38ADC_ClearITPendingBit函數(shù)原型voidADC_ClearITPendingBit(ADC_TypeDef*ADCx,u8ADC_IT)功能描述清除ADC標志位輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2ADC_IT：指點需清除的中斷標志位，ADC_IT_EOC返回值無應(yīng)用示例ADC_ClearITPendingBit(ADC1,ADC_IT_EOC);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用39ADC_ITConfig函數(shù)原型voidADC_ITConfig(ADC_TypeDef*ADCx,u8ADC_IT,FunctionalStateNewState)功能描述使能或失能ADC中斷輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2ADC_IT：指點需清除的中斷標志位，ADC_IT_EOCNewState:ENABLE/DISABLE返回值無應(yīng)用示例ADC_ITConfig(ADC1,ADC_IT_EOC,ENABLE);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用40ADC_GetConversionValue函數(shù)原型u16ADC_GetConversionValue(ADC_TypeDef*ADCx)功能描述讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2返回值轉(zhuǎn)換結(jié)果先決條件無應(yīng)用示例Result=ADC_GetConversionValue(ADC1);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用41ADC單次轉(zhuǎn)換實例讀取開發(fā)板上CPU溫度和變阻器上的電壓，變阻器連接到PC0，對應(yīng)的ADC通道為通道10，CPU溫度對應(yīng)通道16*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用42ADC單次轉(zhuǎn)換(輪詢)：基本思路初始化：設(shè)置并開啟ADC時鐘，設(shè)置輸入管腳，設(shè)置ADC工作模式為單次轉(zhuǎn)換，開啟溫度傳感器和內(nèi)部參考電壓，使能ADC，校準ADC，利用內(nèi)部參考電壓計算ADC參考電壓；轉(zhuǎn)換：設(shè)置轉(zhuǎn)換通道，啟動AD轉(zhuǎn)換，等待AD轉(zhuǎn)換完成，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，清除轉(zhuǎn)換完成標志*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用43ADC單次轉(zhuǎn)換(中斷)：基本思路初始化：設(shè)置并開啟ADC時鐘，設(shè)置輸入管腳，設(shè)置ADC工作模式為單次轉(zhuǎn)換，開啟溫度傳感器和內(nèi)部參考電壓，使能ADC，校準ADC，利用內(nèi)部參考電壓計算ADC參考電壓；設(shè)置NVIC對應(yīng)的ADC中斷。開始轉(zhuǎn)換：設(shè)置轉(zhuǎn)換通道，使能ADCEOC中斷，啟動AD轉(zhuǎn)換中斷服務(wù)程序：讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，設(shè)置下一轉(zhuǎn)換通道，如果幾個通道轉(zhuǎn)換都已完成，關(guān)ADC中斷，否則啟動下一通道轉(zhuǎn)換*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用44連續(xù)轉(zhuǎn)換模式連續(xù)轉(zhuǎn)換模式下，CONT位設(shè)為1，前面ADC轉(zhuǎn)換一結(jié)束馬上就啟動另一次轉(zhuǎn)換；每次轉(zhuǎn)換完成，EOC標志被置位，如果設(shè)置了EOCIE，則產(chǎn)生中斷，轉(zhuǎn)換結(jié)果由ADC_GetConversionValue

函數(shù)讀取在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果后，EOC自動清除*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用45掃描模式掃描模式可用來掃描一組模擬通道，可以通過將ADC_InitTypeDef結(jié)構(gòu)體中的ADC_ScanConvMode使能實現(xiàn)。掃描的順序由ADC_RegularChannelConfig函數(shù)指定，掃描模式啟動后，ADC在每個組的每個通道上執(zhí)行單次轉(zhuǎn)換，每次轉(zhuǎn)換結(jié)束，同一組的下一個通道被自動轉(zhuǎn)換。掃描模式需與DMA協(xié)同以實現(xiàn)自動將轉(zhuǎn)換結(jié)果傳輸?shù)絊RAM中。*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用46雙ADC模式STM32的兩個ADC可以協(xié)同工作，共有9種模式：同步規(guī)則模式同步注入模式快速交叉模式慢速交叉模式交替觸發(fā)模式獨立模式同步注入+同步規(guī)則模式同步規(guī)則+交替觸發(fā)模式同步注入+交叉模式*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用47雙ADC模式在同步規(guī)則模式下，ADC初始化時ADC_Mode應(yīng)設(shè)為ADC_Mode_RegSimult，并使能ADC2的外部觸發(fā)轉(zhuǎn)換不能兩個ADC同時轉(zhuǎn)換一個通道轉(zhuǎn)換結(jié)束時產(chǎn)生一個32位DMA傳輸請求和EOC標志，為了讀取ADC2的結(jié)果，必須使能ADC的DMA，ADC1轉(zhuǎn)換結(jié)果保存在ADC1_DR的低16位，ADC2轉(zhuǎn)換結(jié)果保存在高16位*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用48雙ADC的同步規(guī)則模式實例在同步規(guī)則模式下，讀取并顯示芯片溫度和變阻器電壓*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用49ADC_ExternalTrigConvCmd函數(shù)原型voidADC_ExternalTrigConvCmd(ADC_TypeDef*ADCx,FunctionalStateNewState)功能描述使能/失能ADC外部觸發(fā)轉(zhuǎn)換輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2NewState：ENABLE/DISABLE返回值無先決條件無應(yīng)用示例ADC_ExternalTrigConvCmd(ADC2,ENABLE);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用50ADC_DMACmd函數(shù)原型voidADC_DMACmd(ADC_TypeDef*ADCx,FunctionalStateNewState)功能描述使能ADC的DMA傳輸輸入?yún)?shù)ADCx：x=1,2，用于選擇ADC1或ADC2NewState：ENABLE/DISABLE返回值無先決條件無應(yīng)用示例ADC_DMACmd(ADC1,ENABLE);*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用51ADC_GetDualModeConversionValue函數(shù)原型u32ADC_GetDualModeConversionValue(void)功能描述讀取雙ADC模式轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入?yún)?shù)無返回值32位無符號數(shù)，高16位為ADC2轉(zhuǎn)換結(jié)果，低16位為ADC1轉(zhuǎn)換結(jié)果先決條件無應(yīng)用示例result=ADC_GetDualModeConversionValue();*嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用52作業(yè)根據(jù)應(yīng)用需求，需要對ADC通道0